Редуктор назначение устройство и принцип действия

Редукторное устройство входит в конструкцию практически любой автомобильной трансмиссии, и с помощью этого агрегата производится уменьшение оборотов на ведущем валу, и уменьшение оборотов на ведомом валу. Вместе с тем увеличивается крутящий момент, который впоследствии передаётся на полуоси ведущих колёс. Редукторные устройства отличаются как по конструкции, так и по принципу работы.

Общие сведения

Редуктором
называют
механизм,
выполненный в виде самостоятельного
агрегата
с целью понижения частоты вращения
ведущего вала и увели­чения
вращающего момента на ведомом валу.

Редуктор
состоит из зубчатых или червячных
передач, установлен­ных
в отдельном
герметичном корпусе, что
принципиально отличает его от зубчатой
или червячной передачи, встроенной в
исполнитель­ный механизм или машину.

Редукторы
широко применяют в приводах различных
рабочих ма­шин
в разных отраслях машиностроения,
поэтому число разновидно­стей
их велико (рис. 19.1, а
— м). Соединение
редуктора с двигателем и рабочей машиной
осуществляют с помощью муфт или ременных
и цепных передач (см. рис. 9.2).

Рис.
19.1. Кинематические схемы редукторов: Б
— быстроходный
вал; Т—
тихоходный
вал

редставляющие
собой объединенныев
одно целое фланцевый высокоскорост­ной
электродвигатель и редуктор (рис. 19.2),
служащий
для повышения вращающего момента.
Мотор-редукторы экономичнее и
имеют
более высокие КПД
и
пусковой момент,
чем обычные тихоходные высо-комоментные
электродвигатели.

Редуктором
называют механизм, состоящий из зубчатых
или червячных передач, выполненный в
виде отдельного агрегата и служащий
для передачи вращения от вала двигателя
к валу рабочей машины. Кинематическая
схема привода может включать, помимо
редуктора, открытые зубчатые передачи,
цепные или ремённые передачи. Указанные
механизмы являются наиболее распространённой
тематикой курсового проектирования.

Назначения
редуктора — понижение угловой скорости
и соответственно повышения вращающего
момента ведомого вала по сравнению с
ведущим. Механизмы для повышения угловой
скорости, выполненные в виде отдельных
агрегатов, называют ускорителями или
мультипликаторами.

Редуктор
состоит из корпуса (литого чугунного
или сварного стольного), в котором
помещают элементы передачи — зубчатые
колёса, валы, подшипники и.т.д. В отдельных
случаях в корпусе редуктора размещают
также устройства для смазывания
зацеплений и подшипников (например,
внутри корпуса редуктора может быть
помещён шестерённый масляный насос)
или устройство для охлаждения (например,
змеевик с охлаждающей водой в корпусе
червячного редуктора).

Редуктор
проектирует либо для привода определённой
машины, либо по заданной нагрузке
(моменту на выходном валу) и передаточному
числу без указания конкретного назначения.
Второй случай характерен для
специализированных заводов, на которых
организованно серийное производство
редукторов.

Редукторы
классифицируют по следующим основным
признакам: типу передачи (зубчатые,
червячные или зубчато-червячные); числу
ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые
и.т.д.); типу зубчатых колёс (цилиндрические,
конические, коническо-цилиндрические,
и.т.д.); относительному расположению
валов редуктора в пространстве
(горизонтальные, вертикальные);
особенностям кинематической схемы
(развёрнутая, сносная, с раздвоенной
ступенью и.т.д.).

Возможности
получения больших передаточных чисел
при малых габаритах обеспечивают
планетарные и валковые редукторы.

Помещенную в отдельном корпусе зубчатую или червячную передачу называют редуктором. Его прямое назначение – увеличение крутящего момента при сниженной частоте вращения. Редуктор от двигателя передает увеличенный крутящий момент на оборудование, которые приводится в действие мотором.

Устройство редуктора имеет простую конструкцию и включает такие рабочие элементы:

В зависимости от типа механической передачи существуют разные типы редукторов, которые применяются в разных отраслях промышленности: в металлургии, строительстве, нефтегазовой отрасли, в грузоподъемных механизмах и обрабатывающих машинах. Область применения редукторов неограниченная. Это связано с большим разнообразием конфигураций редукторов, которые можно классифицировать по различным признакам: по типу используемой передачи, по назначению.

Виды редукторов

При выборе механизма и для оценки его рабочих параметров применяют такие технические характеристики редуктора:

Существуют редукторы с разным числом ступеней, работающие с одной или несколькими передачами: многоступенчатые, двухступенчатые и одноступенчатые. Различие в конструкции таких редукторов заключается в параллельном размещении осей валов. Ступенью принято считать одну пару зубчатые колес, которые и являются передачей, обеспечивающей преобразование крутящего момента и частоты вращения. Количество ступеней в редукторе приравнивается к количеству валов, уменьшенному на один.

В зависимости от технических характеристик и особенностей конструкции выделяют разные виды редукторов: механические и турбинные.

Механические редукторы предназначены для уменьшения количества оборотов двигателя с одновременным повышением крутящего момента, который обеспечивает привод в промышленном оборудовании. Простейший пример редуктора – пара цилиндрических шестеренок, которые взаимодействуют, цепляясь зубьями. В таком случае ведущим колесом выступает шестеренка меньшего диаметра, а ведомой – большая.

Турбинные редукторы косозубной передачи представляют собой модульную конструкцию в чугунном корпусе. Принцип работы механизма заключается во взаимодействии косозубной шестерни и турбинного колеса. Универсальность конструкции позволяет обеспечить точный показатель крутящего момента и использовать данный тип редуктора на любых промышленных установках. Механизм работает тихо, имеет низкую себестоимость и позволяет максимально снизить затраты на обслуживание.

Мотор-редуктор

Мотор-редуктор совмещает в одном корпусе механический узел и электрический двигатель. Такой тип редуктора отличается небольшими габаритами, занимает минимум пространства, прост в монтаже и обслуживании, а также имеет высокий показатель коэффициента полезного действия. Мотор-редуктор незаменим для работы промышленного оборудования, где нужно обеспечить низкую скорость вращения. К такому оборудованию относится строительная техника, бетономешалки, конвейеры, элеваторы, дозаторы.

В зависимости от способа монтажа в промышленных машинах может быть использован: горизонтальный, вертикальный, наклонный или угловой редуктор.

Горизонтальные применяют в промышленных машинах, они выдерживают высокие рабочие нагрузки, имеют широкий диапазон крутящего момента и передаточного числа, высокий показатель КПД и низкую стоимость. Тип сцепления шестеренок в таком механизме может быть косозубным, прямозубным или шевронным.

Вертикальные используются в подъемных механизмах, устойчивы к нагрузкам переменного типа и вращаются в любом направлении, обеспечивая реверс.

Угловые модели позволяют изменить направление движения вращающегося вала под заданным углом. При этом число оборотов может оставаться неизменным или уменьшаться в несколько раз.

Типы редукторов

Типы редукторов в соответствии с классификацией по ГОСТу классифицируют по типу механической передачи и выделяют:

Учитывая технические характеристики редуктора каждого типа рассмотрим их принцип действия и особенности более детально.

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор – наиболее распространен в промышленности и чаще всего применяется с целью изменения параметров вращения и передачи крутящего момента. В зависимости от типа механизма и специфики конструкции применяются во многих областях, хотя наибольшее распространение получили в металлургии, машиностроении, в электрооборудовании и автомобилях. Особенности конструкции предусматривают различные вариации, обеспечивающие оптимальные рабочие условия для каждого типа механизма индивидуально. Конструкция независимо от модификации включает такие элементы: колесо, комплект подшипников, корпус, смазочную систему, шестеренку, ведущий и ведомый валы. Такой механизм очень шумный, так как во время соприкосновения зубьев валов возникает удар. Но при этом исключается, перегрев механизма из-за отсутствия трения между деталями.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор работает на основании передачи крутящего момента планетарным способом. Планетарная передача предполагает наличие солнечной шестерни, расположенной в центре, коронной шестерни на периферии, а также сателлитов и водила. Три сателлиты располагаются между коронной и солнечной шестеренками. Водила соединяет между собой сателлиты, которые вращаются на его осях. Крутящий момент во время движения будет увеличен во столько раз, во сколько меньше число зубьев на солнечной шестеренка в сравнении с коронной.

Конический редуктор

Конический редуктор обеспечивает передачу вращательного движения с одного вала на другой при помощи зубчатой передачи и муфт. Механизм незаменим в тех случаях, когда конструктивно требуется расположить ведомый и ведущий валы в перпендикулярном положении относительно друг друга. Показатель крутящего момента и угловая скорость регулируются при помощи изменения размеров зубчатых колес или муфты. Существуют узкие и широкие типы конических редукторов. Механизм имеет в сравнении с цилиндрическим меньший КПД и более частое заедание зубьев во время движения.

Червячный редуктор

Червячный редуктор за счет уникальной конструкции допускает вращение вала в разные стороны. Такая особенность вызывает перегрев при повышенных нагрузках, самоторможение и заедание, поэтому механизм должен эксплуатироваться при средней загруженности, не доходя до граничных показателей мощности.

Среди преимуществ выделим высокий показатель КПД до 94%, большое передаточное число при использовании одной ступени, отсутствует шум во время движения и устойчивость к неблагоприятным условиям работы.

Волновой редуктор

Волновой редуктор конструкционно отличается от других типов и включает неподвижное зубчатое колесо, гибкий элемент с зубьями и генератор волны в центре механизма. Во время вращения внутреннего элемента, гибкая шестеренка зубьями одновременно захватывает несколько зубьев зафиксированной шестерни, что создает высокую жесткость при малых люфтах. Механизм обеспечивает высокое передаточное число, имеет компактные размеры, высокая точность кинематики и плавный ход, устойчивость к повышенным рабочим нагрузкам.

Сферы применения редукторов

Редукторы применяются в тех случаях, когда в рабочем механизме требуется изменить показатель угловой скорости вращения, передающегося от привода, а также в случае, когда нужно повысить крутящий момент. В зависимости от специфики техники, где требуется использование данного механизма, применяют разные виды редукторов. Мотор-редуктор устанавливается на строительную и землеройную технику, применяется на цементных заводах, используется в машинах горнодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и в других сферах.

Червячный редуктор незаменим в механизмах, требующих обеспечения плавного движения. Такое устройство используется в лифтах, строительной технике и насосах. Во время работы достигается нужный показатель увеличения крутящего момента без создания лишнего шума во время движения рабочих узлов.

Цилиндрический редуктор наиболее распространен и применяется практически во всех сферах промышленной деятельности, включая машиностроение, робототехнику и строительство. Причиной такой популярности является высокий показатель КПД механизма и его экономичность во время эксплуатации и обслуживания.

Конический редуктор используется в машиностроении в приводах, а также в станках. Наиболее удобен механизм для расположения в поворотных механизмах, где требуется размещение ведущего и ведомого валов перпендикулярно.

Рекомендации по выбору редуктора

Выбирая редуктор, нужно учитывать основы нетехнические характеристики узла и его совместимость с имеющимся оборудованием, на которое он будет установлен. Детальная техническая характеристика и кинематическая схема редуктора предоставляются каждым производителем, чтобы обеспечить потребителя нужной информацией о принципе действия механизма и его особенностях.

Во время выбора редукторов учитывается:

Подбор нужного редуктора сводится к математическим расчетам предполагаемой рабочей нагрузки и условий эксплуатации агрегата. Учитывая указанные в технической документации параметры, выбор осуществляется поэтапно:

Чтобы не выполнять математические расчеты и исключить вероятность ошибки, можно воспользоваться помощью специалистов. Любая ошибка в вычислениях приведет неизбежному выходу из строя редуктора или работающего вместе с ним оборудования, что повлечет за собой затраты на дорогостоящий ремонт. Только детальные расчеты, соблюдение правильного поэтапного подхода к выбору агрегата поможет сохранить его работоспособность длительное время и исключить преждевременный выход из строя.

Каталог редукторов Е.М. Интех

Виды и типы редукторов

По месту установки и назначения различают два типа редукторов:

В главной передаче авто используются многоступенчатые приводы, в которых используется несколько последовательно соединенных шестеренок. В классической конструкции заднего редуктора таких ступеней две — ведущая и ведомая шестерни.

В зависимости от способа сопряжения шестеренок, различают коническую, цилиндрическую и гипоидную редукторную передачу. В рулевых механизмах авто также используются червячные редукторы.

В устройстве используется пара конических шестерен, установленных под углом 90 градусов. Такие узлы применяются на заднеприводных и полноприводных машинах.

Устройство состоит из пары прямых цилиндрических шестерен, сцепленных вместе и установленных параллельно друг другу. Такая главная передача используется в КПП переднеприводных автомобилей.

Гипоидный

Две соединенные шестерни, установленные под углом 45 градусов, используются для передачи момента на полноприводных и заднеприводных авто.

Устройство выполнено в виде нескольких шестерен, расположенных в одной плоскости и сцепленных между собой.

Узел, применяющийся только лишь в рулевом управлении, представляет собой червячную и ведомую шестерни, установленные перпендикулярно.

В трансмиссии авто зачастую применяются комбинированные цилиндрическо-конические узлы, ведущий и ведомый валы которых могут пересекаться или располагаться параллельно.

Автомобильные редукторы характеризуются передаточным числом. Это соотношение угловых скоростей ведущего и ведомого вала. На машинах с большой снаряженной массой, устанавливаются редукторы с большим передаточным числом. Это обеспечивает им высокий крутящий момент в сочетании с небольшой максимальной скоростью. Для обеспечения высокой скорости на легких автомобилях устанавливаются механизмы с передаточным числом порядка 5.

Редуктор и дифференциал имеют принципиально разное назначение: первый повышает или понижает крутящий момент, второй — распределяет его между осями и колесами.

Видео

https://youtube.com/watch?v=_LkwATxnzdc%3Fwmode%3Dopaque

Цилиндрический тип редукторов

Назначение и конструкция редуктора всегда плотно взаимосвязаны. Цилиндрические изделия применяют чаще других в промышленности. Их устанавливают в грузоподъемные механизмы, металлорежущие станки и другом высокопроизводительном оборудовании. Цилиндрические устройства можно установить вертикально или горизонтально. К плюсам можно отнести большой диапазон мощностей и передаточных отношений, что делает эти изделия универсальными. Классифицируют их по:

При производстве по индивидуальному закажу механизм могут оснастить дополнительными фланцами, лапками и другими элементами.

Технические характеристики

Редуктора отличаются внешне по размерам и форме. Внутреннее строение разнообразное. Объединяет их всех перечень технических характеристик, по которым они подбираются на различные машины и станки. К основным параметрам редуктора относятся:

Передаточное число берется общее, всех передач, и одновременно указывается таблица передаточных чисел, если узел имеет 2 и более ступени. По нему подбирают узел, который преобразует вращение электродвигателя или мотора с нужное количество оборотов.

При этом важно знать величину крутящего момента на выходном валу редуктора, чтобы определить, будет ли достаточной мощность, чтобы привести в движение агрегат.

Передаточное число

Основная характеристика зубчатого зацепления, по которой определяются все остальные параметры. Показывает, на сколько оборотов меньше делает колесо относительно шестерни. Формула передаточного отношения:

U = Z2/Z1;

где U – передаточное число;

Z1 число зубьев шестерни;

Z2 число зубьев зубчатого колеса.

Модуль зубьев шестерни и колеса одинаковый. Их количество напрямую зависит от диаметра. Поэтому можно использовать формулу:

U = D2/D1;

Где D2 и D1 диаметры колеса и шестерни соответственно.

Расчет общего передаточного момента определяется как произведение передаточных чисел всех пар:

Где Uр передаточное число;

U1, U2, Un передаточные числа зубчатых пар.

При расчете передаточного числа берется отношение количества зубьев колеса и заходов червяка.

В цепных передачах расчет передаточного числа делается аналогично, по количеству зубьев на звездочках и по диаметрам деталей.

При определении передаточного числа ременной пары количество зубьев заменяется диаметрами шкивов и все умножается на коэффициент скольжения. В отличие от зубчатой передачи, линейная скорость движения крайних точек на шкивах не равна друг другу. Зацепление не жесткое, ремень проскальзывает. КПД передачи ниже, чем у зубчатой и цепной передачи.

Передаточное отношение

При проектировании нового узла с заранее заданными характеристиками, за основу берется мощность будущего редуктора. Она определяется по величине крутящего момента:

где U12 – передаточное отношение;

W1 и W2 – угловые скорости;

n1 и n2 – частота вращения.

Знак «–» указывает на обратное направление вращения колеса и вала, на котором оно находится. При нечетном количестве передач ведомое колесо крутится в противоположном направлении по отношению к ведущему, навстречу ему. При четном количестве зацеплений конических колес вращение обоих валов происходит в одном направлении. Заставить его крутится в нужную сторону можно установкой промежуточной детали – паразитки. У нее количество зубьев как у шестерни. Паразитка изменяет только направление вращения. Все остальные характеристики остаются прежними.

Крутящий момент

Определение крутящего момента на валу необходимо, оно позволяет узнать мощность на выходе редуктора, величины связаны прямо пропорциональным соотношением.

Крутящий момент входного двигателя на входе, умножается на передаточное число. Для получения более точного фактического значения надо умножить на значение КПД. Коэффициент зависит от количества ступеней и типа зацепления. Для прямозубой конической пары он равен 98%.

Червячный тип редукторов

К этой категории относятся червячные, червячно-цилиндрические механизмы. Главный тип передачи в устройствах – червячный, который раннее называли зубчато-винтовым. Момент силы передается при зацеплении зубчатого колеса и трапецеидального винта (червяка). Производят изделия из устойчивых к износу материалов. В промышленности часто используют 3 вида червячных редукторов:

Количество каналов резьбы на механизме определяет число заходов. В устройствах червячного типа винт зацепляется с одноименным колесом, которое по форме напоминает зубчатое. Зубья на нем заменены на резьбу, которая по форме подходит к трапецеидальному винту. В червячных устройствах, предназначенных для передачи большого крутящегося момента, колеса установлены из разных материалов. Для колесных ступиц используют чугун или из недорогой марки стали, а зубья изготавливают из антифрикционных материалов.

Самый значительный плюс применения редукторов червячного вида – высокая эффективность. Их устанавливают в оборудование, в котором большой момент силы, а угловая скорость маленькая. Основным движущим элементом механизма является трапецеидальный винт. Он начинает двигаться при вращении выходного вала.

Обслуживание колесного редуктора

Для повышения надёжности агрегата и продления срока его безопасного функционирования, необходимо с определённой периодичностью проводить его техосмотр и соответствующее обслуживание, используя для этого специальную контролирующую и измерительную аппаратуру. Перед началом ремонтных работ следует предварительно отсоединить коробку передач от корпуса сцепления, под который, впрочем, как и под передний мост, устанавливают подвижные подставки. Под коробку передач ставится подставка неподвижного типа. Далее следует отключить гидросистему и разъединить тракторный остов, раскатать его и отсоединить от корпуса сцепления полураму. После того как разборка завершена, можно переходить к диагностике агрегата, в первую очередь обратив внимание на следующие моменты:

Если в процессе осмотра колёсного редуктора будет обнаружено существенное уменьшение уровня масла в верхней конической паре, значит это верный признак того, что в системе имеется утечка. Нужно обязательно выявить причины её возникновения и максимально оперативно устранить неисправность. Вполне возможно, что для этого может потребоваться даже частичная разборка этого узла, хотя, по сути, это единственный способ устранения проблемы.

Неисправности редуктора

Чаще всего поломки редуктора, как составного элемента автомобильной трансмиссии зачастую связаны полной выработкой ресурса деталей, которые требуют последующей замены. Основными причинами способствующими последующим неисправностям редуктора заднего моста являются: — изношенные сальники хвостовика; — изношенные подшипники хвостовика и дифференциала; — вышедшие из строя элементы дифференциала; — изношенные или сломанные детали главной пары. Признаки сломанного редуктора заднего моста не заметить попросту невозможно. Это и течь масла из самого редуктора, и характерный завывающий звук, который исходит из этого узла при движении. Всё это сразу же выдаёт причину поломки. И если протечку трансмиссионного масла устранить достаточно просто, поставив новый сальник хвостовика, то шум, который издаёт поломанная трансмиссия, убрать не так то и просто.

В первую очередь следует проверить не исчезает ли шум при движении машины накатом. Если он пропадает, то причина шума, естественно в главной паре редуктора. Если же шум и гул никуда не пропали, тогда, скорее всего, причина это заключается в сломанных подшипниках

хвостовика или дифференциала. Почему так просто получается диагностировать такие серьёзные неисправности? Отвечаем. Во время движения автомобиля накатом, элементы главной пары не соприкасаются с усилием, следовательно они не в состоянии каким бы то ни было образом повлиять на появление странного шума в автомобиле.

Отметим то, что зачастую главная пара подвержена повышенному износу по причине низкого уровня масла. Когда детали редуктора недостаточно смазаны, это естественно подвергает их очень большим фрикционным и тепловым перегрузкам. А уровень масла, в свою очередь, резко снижается из-за неисправностей в сальнике, который становится непригодным для эксплуатации при плохо затянутой гайке хвостовика. Следующей причиной, приводящей к замене редуктора заднего моста, является повышенная нагрузка трансмиссии, которая возникает при длительном использовании машины с сильным перегрузом. Также не исключайте дефект деталей с конвейера, которые установлены на задний редуктор, стоимость которого непомерно завышена.

Что делает редуктор

Само по себе слово редуктор в буквальном смысле означает понижение. Соответственно, редакторы были придуманы для того, чтобы понижать частоту вращения. При этом редуктор повышает мощность крутящего момента. Как уже было сказано нами в начале статьи, редукторы используют в автомобилях. Там они нужны для того, чтобы осуществлять понижение передачи и возврат. Этот принцип хорошо можно увидеть на примере работы передач велосипеда, где роль редуктора выполняют так называемые звездочки. Отметим, что сегодня редукторы используются не только в машинах, но и во многих двигателях, а также для снижения и поддержания давления рабочей среды, в том числе газа, пара и жидкости.

Устройство и принцип работы

Из каких же деталей состоит такой ответственный механизм? Классическое устройство редуктора предполагает наличие следующих рабочих частей:

Схема расположения элементов зависит от типа редуктора. Помимо приведенных выше основных элементов, устройство состоит из дополнительных деталей — сальниковых уплотнений, шпонок, регулировочных колец, уплотнительных прокладок.

Редукторные механизмы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Примером простейшего редуктора является зацепление двух зубчатых колес или шестерен разного диаметра, внешнего типа зацепления. Меньшая шестерня является ведущей, размещается на ведущем валу редуктора. Этот вал получает крутящий момент от двигателя. Большая шестерня является ведомой и закрепляется на ведомый вал. При разнице в количестве зубьев между шестернями в 3 раза ведущая совершит один полный оборот, а ведомая провернет вал лишь на треть. Тяговое усилие на ведомом валу возрасте в 3 раза по отношению к выдаваемому усилию двигателя.

Ведущий вал редуктора всегда чуть меньше ведомого — это конструктивная особенность из-за разницы в моментах помогает определить его тип. Использование таких элементов как сальниковые уплотнения необходимо для герметизации смазки внутри корпуса редуктора. Шпонки фиксируют зубчатые колеса на валах. Схемы редукторов необходимы для полного отображения всех элементов с указанием маркировки и размеров.

Интересное:   Таблица дюймовых резьб: обозначение в мм

Шестерни на валах располагаются внутри корпуса с посадкой на подшипниках. Смазка реализуется частичным или полным заполнением объема корпуса технологическим маслом. Вязкость и состав масла в промышленных и автомобильных редукторах отличаются. При частичном заполнении ванночки (часто встречается на промышленных редукторах) зубья шестеренки, опускаясь вниз, захватывают на себя масло и таким образом осуществляют смазку зоны контакта в передаче. Масло подлежит замене: для коробки передач график устанавливается от пробега авто в километрах, для промышленного редуктора зависит от наработки в часах.

В зависимости от требуемого передаточного числа, количество ступеней увеличивается, элементы, передающие крутящий момент, меняются. Для моста в легковом автомобиле с полным приводом характерно равное передаточное число в переднем и заднем механизме — для синхронности вращения колес.

Крышка необходима для доступа и осмотра строения внутренней конструкции без полного разбора механизма. Детали подлежат периодической ревизии на предмет износа.

Принцип действия

Принцип работы механического редуктора заключается во взаимодействии зубьев деталей, передающих крутящий момент. Силовой агрегат подает крутящий момент на ведущий вал механизма, выходной      вал выдает пониженные обороты и повышенный крутящий момент. Если механизм скоростной, то происходит повышение оборотов вала и снижение силового момента. Редуктор как силовое звено работает над передачей момента исполнительному механизму.

Маркировка

Для обозначения моделей редукторов применяются комбинации букв и цифр, характеризующие параметры и тип устройства. На первом месте указывается число ступеней и вид передачи:

Пример маркировки редуктора

Для комбинированных моделей на первое место ставится буква, означающая первую передачу:

Количество передач определенного вида обозначается цифрой, проставляемой перед буквой передачи.

Теги

Редукторы
классифицируют по типам, типоразмерам
и исполнениям.

Тип
редуктора определяют
по
виду применяемых зубчатых передач и
порядку их размещения в
направлении от быстроходного вала к
тихо­ходному, по
числу ступеней и по расположению
геометрической оси тихоходного
вала в
пространстве.

Для
обозначения применяемых
зубчатых передач используют про­писные
буквы: Ц — цилиндрические, К — конические,
КЦ
—
коническо-цилиндрические,
Ч —червячные, ЧЦ — червячно-цилиндрические,
ЦЧ
— цилиндрическо-червячные, Г — глобоидные,
П — планетарные, В
— волновые.

По
числу ступеней различают
редукторы одноступенчатые,
двухступен­чатые,
трехступенчатые. Если
число одинаковых передач две и более,
то в обозначении редуктора после буквы
ставят соответствующую цифру.

Широкий
редуктор обозначают буквой Ш, узкий —
У, соосный — С. В
мотор-редукторах к обозначению впереди
добавляют букву М (МП — мотор-редуктор
с планетарной зубчатой передачей).

По
расположению геометрической оси
тихоходного вала в
простран­стве
различают редукторы горизонтальные,
вертикальные и
универсальные.
Наиболее
распространены редукторы с валами,
расположенными в го­ризонтальной
плоскости, и поэтому они специального
обозначения не имеют (у червячных
редукторов валы перекрещиваются,
оставаясь горизонтальными).

Так, например, на
рис. 19.1,
ж показана
схема редуктора типа КЦ2
— коническо-цилиндрического
трехступенчатого редуктора с одной
конической
и двумя цилиндрическими передачами,
все валы которых расположены
в горизонтальной плоскости.

Если
все валы редуктора расположены в одной
вертикальной плос­кости,
то к обозначению типа добавляют индекс
В. Если ось тихоход­ного
вала вертикальна, то добавляют индекс
Т, если ось быстроход­ного вала
вертикальна — индекс Б.

Например,
на рис. 19.1,
в
приведена схема редуктора типа Ц2В—
цилиндрического
двухступенчатого, все валы которого
расположены в
вертикальной плоскости, а на рис. 19.1,
л
показана
схема редуктора типа
Чт
— червячного одноступенчатого с
вертикальной осью тихоход­ного
вала.

Типоразмер
редуктора определяется
типом
и главным размером (па­раметром)
тихоходной
ступени.

Для
цилиндрической, червячной и глобоидной
передач главным параметром
является межосевое расстояние ат
конической
— вне­шний делительный диаметр колеса
de2,
планетарной
— радиус во­дила
Rw,
волновой
— внутренний диаметр гибкого колеса d
в
неде-формированном
состоянии. Все приведенные параметры
измеряются в миллиметрах.

Другими
параметрами зубчатых
редукторов являются коэффициент ширины
зубчатых колес, модули (торцовые или
нормальные) зубчатых колес,
углы наклона зубьев, а для червячных
редукторов дополнитель­но
— коэффициент диаметра червяка.

Исполнение
редуктора определяют
передаточное
число, вариант сбор­ки
и форма концевых участков валов
(цилиндрическая,
коническая).

Так,
например, типоразмер приведенного выше
редуктора (см. рис. 19.1, ж)
с
межосевым расстоянием тихоходной
ступени «„,= 180 мм и переда­точным
числом и
= 5в имеет
обозначение КЦ2-180-56. В полном обо­значении
дополнительно указывают форму концов
валов (предпочти­тельно
коническую), климатическое исполнение
и др.

Основная
энергетическая характеристика редуктора
—
номинальный вращающий
момент Т2
на тихоходном
валу.

Показателем
технического уровня редуктора является
удельная
мас­са
у—отношение
массы (кг) редуктора к номинальному
вращающему моменту Т2
(Н
• м) на выходном валу. Чем меньше у, тем
выше техни­ческий
уровень редуктора.

Значения
у, кг/(Н • м), для одноступенчатых
редукторов при
Т2
=
315 Н • м: червячного—
0,14; конического — 0,12; цилиндрического
— 0,095; пла­нетарного
— 0,085; волнового — 0,063.

Значения у, кг/(Н-м),
для двухступенчатых
редукторов при
Г2=1000
Нм:
коническо-цилиндрического — 0,1;
цилиндрического по развернутой
схеме — 0,085; соосного — 0,070.

Типы устройств

Всего существует два вида редукторов: передний и задний. Переднее редукторное устройство нередко является частью коробки передач, и при помощи этого агрегата крутящий момент передаётся на полуоси, которые связаны с передними ведущими колесами.

Задний редуктор может устанавливаться как отдельный агрегат, но также может входить в конструкцию заднего моста. Этот агрегат выполняет те же функции, что и редукторное устройство на переднеприводных авто. В любом агрегате имеется ведущая и ведомая шестерни, которые взаимодействуют с шестернями дифференциала.

Ведущая шестерня имеет малый диаметр и малое количество зубьев. У ведомой шестерни диаметр всегда больше, и этот элемент имеет больше зубьев. При взаимодействии этих двух шестерен происходит понижение оборотов, но вместе с тем имеет место и выигрыш в силе. Редукторы могут быть:

Червячные редукторы

Червячные пары редко используются в задних редукторах, но нашли широкое применение в редукторных устройствах рулевого управления. Как правило, шестерни этих агрегатов устанавливаются под углом 90° по отношению друг к другу. При помощи механизмов данного типа можно получить максимальный выигрыш в силе, а также существенно понизить обороты, передаваемые ведущей шестерней.

Конические редукторы

Покупая электротовары оптом, часто останавливают свой выбор на конических редукторов. Агрегаты этого типа оборудованы коническими шестернями, которые также располагаются перпендикулярно друг другу. Такие редукторные устройства в основном используются на автомобилях повышенной проходимости с полным приводом, а также в машинах с задним приводом колёс.

Планетарные редукторы

Редукторные устройства планетарного типа состоят из множества шестерен, которые вращаются вокруг центрального зубчатого колеса. Агрегаты этого типа устанавливаются в коробках передач военной техники, а также в задних мостах большегрузных автомобилей. Нередко этими агрегатами оснащается сельхозтехника и техника специального назначения.

Цилиндрические редукторы

Редукторные устройства цилиндрического типа нередко устанавливаются на переднеприводные авто, и шестерни в таких агрегатах имеют цилиндрическую форму. По отношению друг к другу зубчатые колёса расположены параллельно, что позволяет сделать механизм максимально компактным. Также эти устройства имеют повышенный эксплуатационный ресурс, и отличаются малой шумностью во время работы.

Гипоидные редукторы

Редукторы этого типа являются наиболее распространёнными, так как используются в разных типах автомобилей. Эти агрегаты можно встретить на полноприводных моделях авто, а также на машинах с задним приводом. В автомобильной технике также нередко используются комбинированные редукторные устройства, которые в своей конструкции имеют как цилиндрические, так и конические шестерни.

Назначение и технологический анализ корпуса редуктора

Деталь
корпус является составной частью
сборочной конструкции одноступенчатого
цилиндрического редуктора. Он имеет
литую форму. К нему крепится крышка
редуктора. Снаружи корпуса имеются два
отверстия для сквозных крышек. В нижней
части под углом 120 градусов располагается
отверстие для маслоуказателя. Корпус
редуктора служит для защиты шестеренного
механизма редуктора одноступенчатого
от внешних воздействий и выполнения
условий работы закрепленного в нем
механизма

Корпус
относится к деталям класса «Корпус» с
прямоугольным ступенчатым наружным
контуром и двумя гладкими осевыми
отверстиями со шпоночным пазом.

Деталь
имеет следующие конструктивные элементы:
два точных гладких сквозных полуотверстия,
которые при соединении с крышкой
редуктора дают два полных отверстия
(Ø120H8
и 100Н8 ), предназначенные установки крышек
и подшипников; восемь отверстий (Ø13H7)
и 2 отверстия (Ø10H7),
оси которых расположены на верхнем
торце размером 580мм, необходимы для
соединения с крышкой корпуса посредством
восьми болтов и двух пальцев; с правого
торца под углом 120 градусов имеется
резьбовое 12мм
предназначенное для установки
маслоуказателя, на прямоугольной плите
размером 500h14
расположены четыре отверстия Ø24мм для
крепления редуктора к рабочему месту;
на торце этой плиты расположено резьбовое
отверстие для слива жидкости и мазки.
Внутри корпуса находится полость
размером 505мм и глубиной 176мм, служащая
для установки в ней зубчатого механизма
редуктора. Остальные размеры выполняются
конструктивно.

Основная
конструкторская база данной детали –
2 сквозных отверстия, вспомогательные
базы – четыре отверстия.

В
технических требованиях чертежа
предусмотрен позиционный допуск четырех
отверстий (Ø24H7)
в радиальном выражении 0,25мм относительно
базы , допуск зависимый, который необходим
для обеспечения собираемости детали
при установке ее на рабочий стол.

Основным
видом обработки детали является обработка
резанием. К основным операциям
технологического процесса относятся:
фрезерная, сверлильная, протяжная и
другие.

По
рабочему чертежу масса детали составляет
25кг.

Вывод:
для установки и снятия заготовки со
станка требуется применение специальных
грузоподъемных средств. Это необходимо
учитывать при техническом нормировании
и выборе тары.

Анализ
детали по размерам.

—
наибольший диаметр 142Н12;

—
наибольшая длина 580h12.

—
наибольшая ширина 220h12

Деталь
«Корпус» изготовлена из материала СЧ
15 ГОСТ 1412-85. Химический состав и
механические свойства материала
приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица
1 – Химический состав СЧ 15 ГОСТ 1412-85.

Таблица
2 – Механический состав СЧ 15 ГОСТ
1412-85.

СЧ
15 ГОСТ 1412-85– это серый чугун. Применяется
для изготовления корпусных деталей
(Основания большинства станков, ступицы,
корпусы клапанов и вентилей и другие
детали сложной конфигурации при
недопустимости большого коробления и
невозможности получения их старения.
Тонкостенные отливки с большими
габаритными размерами небольшой массы.).

Вывод:
СЧ 15 ГОСТ 1412-85 обладает хорошей
обрабатываемостью резанием с применением
режущего инструмента оснащенными
пластинками из твердого сплава, что
повышает производительность. Свойства
чугуна необходимо учитывать при
проектировании заготовки и назначении
режимов резания.

Анализ
детали по точности и шероховатости.

Точность
базовых поверхностей находится в
пределах 7-12 квалитетов. Для достижения
точности размеров данных квалитетов
требуется многократная обработка,
которая завершается тонким растачиванием
для отверстия Ø100H8
и 120Н8

Наименьшую
шероховатость поверхностей

мкм можно достичь методами чистовой
обработки; шероховатость

мкм можно обеспечить получистовой
обработкой. Все остальные поверхности
детали по 14 квалитету точности и
шероховатостью

могут быть получены черновой обработкой.

Качественная
оценка технологичности конструкции.

Деталь
«Корпус» имеет рациональную форму с
поверхностями легко доступными для
обработки, что позволяет свободно
осуществлять подвод и отвод инструмента
из зоны резания. Простановка размеров
и конфигурация детали не вызывает
трудности при обработке на предварительно
настроенном станке. Исключение составляет
торцовая канавка, для обработки которой
требуется специальный режущий инструмент.
Жесткость детали достаточная (L<d),
что позволяет применить высокопроизводительные
режимы обработки. Конструкция детали
имеет оптимальные технологические
базы: торец и отверстие Ø38H8,
которые обеспечивают совмещение
конструкторской, технологической и
измерительной баз. В среднесерийном
типе производства, учитывая свойства
материала, форму и размеры детали,
возможно получение заготовки рациональным
способом, т.е. методом горячей объемной
штамповки. Формы и размеры заготовки
приближены к размерам детали, в результате
чего уменьшается материалоемкость и
себестоимость.

Вывод:
Деталь корпус достаточно технологична,
допускает применение высокопроизводительных
режимов обработки, имеет оптимальные
базовые поверхности и довольно проста
по конструкции, что позволяет снизить
трудоемкость и себестоимость ее
изготовления.

Соседние файлы в папке Технология машиностроения

Для чего нужен редуктор

Благодаря этому механизму удаётся существенно снизить обороты, передаваемые от коленвала, и понизить их до необходимых параметров. При этом происходит существенное повышение крутящего момента, что позволяет силовому агрегату работать в оптимальном режиме.

Использование редукторных устройств позволяет не только правильно организовать передачу крутящего момента к ведущим колесам транспортного средства, но и существенно снизить нагрузку на основные агрегаты, такие как:

Использование редукторных устройств также позволяет заметно снизить расход топлива, и существенно увеличить эксплуатационный ресурс автомобиля.

Устройство и принцип работы редукторного агрегата

Редукторный агрегат заднеприводных автомобилей в большинстве случаев работает в одной связке с дифференциалом, и устанавливается непосредственно в задний мост. На легковых автомобилях с независимой задней подвеской редуктор может крепиться непосредственно к днищу кузова, и соединяться с ведущими колесами при помощи полуосей. Основными элементами редукторного устройства заднего моста являются ведущая и ведомая шестерни, а также сателлиты – элементы дифференциала.

В большинстве случаев редукторы заднего моста относятся к гипоидному типу, и соединяются с коробкой передач при помощи карданного вала. Карданный вал благодаря нескольким болтам сочленяется с хвостовиком ведущей шестерни, которая в свою очередь передаёт усилие на ведомую шестерню и на дифференциал.

Внутри дифференциала имеются шлицевые втулки, в которые вставляются законцовки полуосей. Эти втулки являются частью одной из шестерён дифференциала. При помощи полуосей крутящий момент передаётся на ступицы задних колес. У машин с передним приводом отсутствует передний мост, и редукторное устройство автомобилей этого типа интегрировано в КПП.